(57)【要約】【課題】  土壌や水質等の適用対象物中における水素イオン濃度の変動を伴わない人工ゼオライト造粒物を得るための造粒方法及び人工ゼオライト造粒物を提供すること。【解決手段】  人工ゼオライト１００重量部と水溶性中性バインダー５〜１５重量部からなる原料１００重量部に対して、水を３０〜５０重量部を配合し、混合撹拌して人工ゼオライト造粒物を得て、該人工ゼオライト造粒物を乾燥させることを特徴とした人工ゼオライトの造粒方法。上記により得られた人工ゼオライト造粒物は、土壌改良材や水質浄化材等に好適である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工ゼオライト１００重量部と水溶性中性バインダー５〜１５重量部からなる原料１００重量部に対して、水を３０〜５０重量部配合し、混合撹拌して人工ゼオライト造粒物を得て、該人工ゼオライト造粒物を乾燥させることを特徴とする人工ゼオライトの造粒方法。
【請求項２】
前記人工ゼオライトは水素イオン濃度が６〜９であることを特徴とする請求項１記載の人工ゼオライトの造粒方法。
【請求項３】
前記乾燥は、２００℃以下で乾燥することを特徴とする請求項１又は２記載の人工ゼオライトの造粒方法。
【請求項４】
人工ゼオライトと水溶性中性バインダーとを含む混合物からなる人工ゼオライト造粒物。
【請求項５】
人工ゼオライトと、該人工ゼオライト１００重量部に対して５〜１５重量部の水溶性中性バインダーとを含む混合物からなることを特徴とする人工ゼオライト造粒物。
【請求項６】
人工ゼオライト造粒物の水素イオン濃度が６〜９であることを特徴とする請求項４又は５記載の人工ゼオライト造粒物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工ゼオライトを主成分とする人工ゼオライトの造粒方法及び造粒物に関する。より詳しくは、中性の人工ゼオライトと中性の水溶性バインダーを主成分とする人工ゼオライトの造粒方法及び造粒物に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工ゼオライトには、保水効果や土壌中の栄養分担持効果、また担持した栄養分の徐放出効果などに加え、土壌や水中の重金属吸着効果があることから、土壌改良材などへの利用が考えられている。しかし人工ゼオライトは粉体であるため、そのままでは土壌などへの散布が難しいことから、従来、人工ゼオライトを造粒する方法としてはバインダーにセメントを用いた方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許３３６９６３１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
人工ゼオライト造粒物を土壌改良材等に利用しようとする際にセメントバインダーなどを用いるとセメントのアルカリ成分が析出してくる場合がある。また人工ゼオライトは、石炭灰などの廃棄物または工業製品の副生成物などを主原料としてアルカリ水熱処理することにより得られるものであることから、一般的にアルカリ性を呈する場合が多い。従って、従来の人工ゼオライトとセメントバインダーから造粒した人工ゼオライト造粒物では、アルカリ性を呈する場合が多く、中性が求められる土壌改良材や水質浄化材としては不十分であった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、中性が求められる土壌改良や水質浄化等に好適であり、土壌や水質等の適用対象物中における水素イオン濃度の変動を伴わない人工ゼオライト造粒物を得るための造粒方法及び人工ゼオライト造粒物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、人工ゼオライトに、水溶性中性バインダーと水を配合し、造粒及び乾燥を行うことで、安価で中性化を可能とした人工ゼオライトの造粒方法及び造粒物を得ることを見出し、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち本発明は、人工ゼオライト１００重量部と水溶性中性バインダー５〜１５重量部からなる原料１００重量部に対して、水を３０〜５０重量部を配合し、混合撹拌して人工ゼオライト造粒物を得て、該人工ゼオライト造粒物を乾燥させることを特徴とする人工ゼオライトの造粒方法である。また、前記原料の人工ゼオライトとして水素イオン濃度が６〜９に調整したものを用いることが中性の人工ゼオライト造粒物を得るうえで望ましい。また、前記乾燥は、２００℃以下で乾燥することが望ましい。
【０００７】
本発明の人工ゼオライト造粒物は、人工ゼオライトと水溶性中性バインダーとを含む混合物により構成される。また、人工ゼオライトと、該人工ゼオライト１００重量部に対して５〜１５重量部の水溶性中性バインダーとを含む混合物からなることが望ましい。なお、該人工ゼオライト造粒物は水分を含有するが、含まれる水分量は、該造粒物が置かれている雰囲気や該人工ゼオライト吸着能等によって変動する。また、人工ゼオライト造粒物の水素イオン濃度が６〜９であることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、人工ゼオライトに水溶性中性バインダーを用いることにより、バインダーによる水素イオン濃度への影響を取り除き、中性化を可能とした人工ゼオライト造粒物を得ることができる。さらに、水素イオン濃度を調整した人工ゼオライトに水溶性中性バインダーを使用し得られた本発明の人工ゼオライト造粒物は、水素イオン濃度が６〜９の中性域にできる。例えば、本発明により得られた人工ゼオライト造粒物を土壌改良や水質浄化等を目的で使用する場合、土壌や水質等の適用対象物中における水素イオン濃度をほとんど変動させることなく利用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
○人工ゼオライト
本発明において用いる人工ゼオライトは、石炭灰、製紙スラッジ焼却灰、アルミドロス残灰、スラグ、真珠岩、パーライト鉱石、鋳物廃砂、火山灰、シラス等の火山灰堆積物及びＲＤＦ焼却灰等の廃棄物又は工業製品の副生成物等を主原料としてアルカリ水熱処理することにより得られるものである。なお、本発明において用いる人工ゼオライトは粒径が０．０１〜１００μｍ程度の粉末状であり、石炭灰から得たものが好ましく、特に石炭火力発電で発生するフライアッシュ及びボトムアッシュ等の石炭灰に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ性化合物で水熱処理を行ったあと、さらに水素イオン濃度を６〜９の中性域に調整して得たものが好ましい。
【００１０】
天然ゼオライトは、価格的に安価であるが品質が安定しないという問題があり、また合成ゼオライトは、品質は安定しているものの価格的には高価である。本発明において用いる人工ゼオライトは、上述のように廃棄物または工業製品の副生成物を主原料として使用しているため、比較的安価で製造することができ、且つ品質が安定しているものが得られる。
【００１１】
上記廃棄物又は工業製品の副生成物から得られた人工ゼオライトはアルカリ金属イオンを含有しているが、イオン交換反応により例えばアルカリ土類金属イオンのような他の金属イオンにイオン交換させることができる。例えば、人工ゼオライトをカルシウム塩水溶液に添加、攪拌、ろ過、水洗、乾燥することにより、アルカリ金属イオンの一部をカルシウムイオンにイオン交換させた人工ゼオライトを得ることができる。本発明に用いることができる人工ゼオライトは、アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオン及び／又は鉄イオンを含有しているものである。このアルカリ金属イオンとは、リチウムイオン、ナトリウムイオン又はカリウムイオンであり、好ましくはナトリウムイオンである。このアルカリ土類金属イオンとは、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン又はバリウムイオンであり、好ましくはカルシウムイオンである。
【００１２】
○造粒方法及び造粒物
本発明における造粒物は、水素イオン濃度を調整した人工ゼオライトに水溶性中性バインダーを混合し、攪拌造粒の方法で成形し、乾燥することにより得ることができる。
【００１３】
造粒作業性の高い水溶性バインダーとしては、アクリルエマルジョン樹脂やポリビニルアルコール、天然ゴムラテックス、エチレン酢酸、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。このうち本発明における水溶性中性バインダーとしては、アクリルエマルジョン樹脂やエチレン酢酸樹脂等が挙げられ、人工ゼオライトの接着性において特にカチオン性アクリルエマルジョン樹脂系バインダーが望ましい。
【００１４】
また、造粒機としては、アイリッヒミキサーやプローシェアーミキサー、バイブレンダー、ローラーミキサー等が挙げられ、土壌改良材として有効な人工ゼオライト造粒物の粒径（２〜５ｍｍ）を造粒するためには特にプローシェアーミキサー又はアイリッヒミキサーが望ましい。
【００１５】
また、配合としては、人工ゼオライト１００重量部と水溶性中性バインダー５〜１５重量部からなる原料１００重量部に対して、水を３０〜５０重量部配合することが好ましい。水溶性中性バインダーが５重量部より少ないと結合力が低下し造粒が期待できないことがあり、１５重量部より多く配合すると人工ゼオライトの表面をバインダーが覆ってしまい人工ゼオライトの機能や効果を期待できないことがある。また、水が３０重量部より少ないと造粒時に隣接する造粒物と結合してしまい、目的の粒径よりも造粒物が大きくなることがあり、５０重量部より多いと水溶性中性バインダーが希釈されてしまい造粒時の強度が低下することがある。
【００１６】
また、人工ゼオライト造粒物の水素イオン濃度は、人工ゼオライトの水素イオン濃度が６〜９とした場合、水溶性中性バインダーとの混合により、６〜９の中性域で得ることができる。
【００１７】
また、乾燥は、２００℃以下で、望ましくは８０℃〜２００℃で乾燥することが望ましい。８０℃以下で乾燥すると乾燥に時間がかかり経済性を損ねてしまい、また２００℃以上で乾燥すると人工ゼオライトの結晶水が蒸発し人工ゼオライトの性状が変化してしまうことがある。
【００１８】
人工ゼオライトの造粒物はその用途によって粒径が異なり、水質浄化材としては粒径２〜１０ｍｍ、有害物質の吸着用としては粒径１〜３ｍｍ、土壌改良材としては粒径２〜５ｍｍ、脱臭用としては粒径１〜３ｍｍ、調湿用としては粒径２〜５ｍｍが望ましく、特に水素イオン濃度が中性である必要があるのは土壌改良材や水質浄化材としての粒径２〜１０ｍｍである。
【実施例】
【００１９】
本発明方法及び従来方法における実施配合例を表１に示す。また、本発明方法及び従来方法における実施乾燥例を表２に示す。表１の配合に用いた人工ゼオライトは、Ｃａ型粉体、平均粒径９μｍ、水素イオン濃度８．６（中部電力（株）製）である。本発明方法における水溶性中性バインダーとしてカチオン性アクリルエマルジョン樹脂（製品名アロンカチオクリートベース、東亞合成（株）製）を用い、従来方法におけるセメントバインダーとして普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）を用いた。また、造粒機はプローシェアーミキサー（太平洋機工（株）製）を用いた。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
【表２】
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【００２２】
上記実施例１〜３の配合にて造粒後乾燥した結果、土壌改良材としての用途に最適な粒径２〜５ｍｍが６６．４％〜７４．０％造粒することができ、高い造粒効果が確認できた。
【００２３】
本発明方法及び従来方法により得られた造粒物の溶出水素イオン濃度測定を行った。実施例１及び比較例１（双方共に粒径２〜５ｍｍ）を用いて試験体を作成したものを実施例４及び比較例４とし、各試験体：水道水＝１：５（重量比）の割合にて水道水に前記の各試験体を静止状態で２４時間浸漬させ、この間水素イオン濃度測定を時系列的に実施した。その結果を表３および図１に示す。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
図１は表３をグラフ化したものである。２４時間浸漬した時点において、従来方法により生成された人工ゼオライト造粒物（比較例４）の溶出水素イオン濃度は、１１．２と弱アルカリ域に傾くのに対して、本発明方法により生成された人工ゼオライト造粒物（実施例４）の溶出水素イオン濃度は、７．６と中性域にあり殆ど変動しないことを確認した。
【００２６】
なお、本実施例においては、熱風乾燥機を用いたが、遠赤外乾燥機、電気乾燥機等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】人工ゼオライト造粒物の溶出水素イオン濃度特性を示す図
【図１】
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